DE102005045049A1

DE102005045049A1 - Navigationseinrichtung für Fahrzeuge zur Unterstützung einer energieoptimierten Fahrweise

Info

Publication number: DE102005045049A1
Application number: DE200510045049
Authority: DE
Inventors: Martin Neuke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2007-03-22

Abstract

Mit einer Navigationseinrichtung für Fahrzeuge, die eingerichtet ist, um aus den aktuellen Positionsdaten mittels in einer Speichereinrichtung abgelegter geographischer Karteninformationen zu berechnen, ob das Fahrzeug aufgrund der vorausgehenden geographischen Gegebenheiten und/oder der Verkehrssituation abgebremst oder beschleunigt werden muss oder ohne Gaseingriff weiterfahren oder weiterrollen kann, so dass unnötige Beschleunigungen vermieden werden, soll das Fahrverhalten des Fahrzeuges verbessert werden, um so den Energieverbrauch zu minimieren und die Fahrsicherheit zu erhöhen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Navigationseinrichtung für Fahrzeuge, die neben bekannten Funktionen zur Fahrzeugortung und Routenplanung Zusatzfunktionen zur Optimierung des Energieverbrauches des Fahrzeuges bietet.

Navigationseinrichtungen zur Ortung von Fahrzeugen sowie zur Routenplanung sind bekannt. Dabei wird das Fahrzeug mit Hilfe eines geographischen Ortungssystems, üblicherweise mit Hilfe satellitengestützter Navigationsdaten, wie dem GPS-System, geortet. Mit Hilfe von in der Navigationseinrichtung abgelegten Karteninformationen, beispielsweise in Form einer CD oder DVD sowie ggf. einem festen ROM-Speicher, kann die aktuelle Position des Fahrzeuges in einer Karte auf einer Anzeigevorrichtung dargestellt werden. Weiterhin ist es bei derartigen Systemen möglich, einen Zielpunkt anzugeben und die kürzeste oder schnellste Route zu diesem Zielpunkt berechnen zu lassen. Weiterhin bieten diese Systeme die Möglichkeit, das Fahrzeug online entlang ihrer berechneten Route zum Zielpunkt zu führen, indem Anweisungen über den einzuschlagenden Weg, abhängig von der aktuellen Position, optisch auf der Anzeigevorrichtung oder akustisch durch eine Sprachausgabe an den Fahrer übermittelt werden. Der Fahrer bewegt daraufhin das Fahrzeug an hand der von der Navigationseinrichtung gegebenen Anweisungen.

Weiterhin ist es bekannt, dass von der Navigationseinrichtung Informationen über die aktuelle Verkehrslage empfangen werden, insbesondere über Verkehrsbehinderungen, wie Staus oder Straßensperrungen.

Dazu werden diese Informationen mittels eines drahtlosen Datenübertragungsverfahrens, beispielsweise über Mobiltelefonsysteme, von der Navigationseinrichtung von einem zentralen Rechnersystem abgerufen oder automatisch von einem derartigen Rechnersystem an die Navigationseinrichtung übermittelt. Daraufhin wird die berechnete Route unter Berücksichtigung dieser Verkehrsinformationen angepasst, so dass das eingegebene Ziel möglichst ohne Behinderungen erreicht werden kann.

Nachteilig an den bekannten Navigationslösungen ist, dass sie sich darauf beschränken, das Fahrzeug auf kürzestem oder schnellstem Wege an den eingegebenen Zielpunkt zu leiten. Sie bieten keine Möglichkeit, um dem Fahrzeugführer Informationen zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe er sein Fahrverhalten verbessern kann, beispielsweise um den Energie- bzw. Kraftstoffverbrauch zu minimieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Fahrverhalten des Fahrzeuges zu verbessern, um den Energieverbrauch zu minimieren und die Fahrsicherheit zu erhöhen.

Dies wird erreicht in einer Navigationseinrichtung für Fahrzeuge gemäß Patentanspruch 1.

Die erfindungsgemäße Navigationseinrichtung gibt dem Fahrer Informationen, die ihm anzeigen, ob eine Fahrzeugbeschleunigung oder -abbremsung im Hinblick auf eine Optimierung des Benzinverbrauches sinnvoll ist oder nicht. Dazu wird die Fahrzeugposition bestimmt und mit im System gespeicherten Karteninformationen abgeglichen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrtrichtung wird entweder aus den zeitlichen Veränderungen der Positionsdaten berechnet, es wird mittels zusätzlicher Sensorik gemessen oder aus einer Kombination der Daten beider Systeme bestimmt. Eine Rechnereinrichtung berechnet daraufhin aus den anhand der Karteninformationen bekannten geographischen Gegebenheiten des in Fahrtrichtung liegenden Weges frühzeitig, ob das Fahrzeug abgebremst oder beschleunigt werden muss oder ohne Gaseingriff weiterfahren oder ausgekuppelt rollen kann. So kann beispielsweise dem Fahrer frühzeitig vor dem Erreichen einer engen Kurve mitgeteilt werden, dass ein weiteres Beschleunigen des Fahrzeuges unnötig ist, da es ohnehin kurz darauf wieder abge bremst werden muss, um sicher die Kurve durchfahren zu können.

Wenn bei den geographischen Kartenangaben auch Höhenprofile mit abgespeichert sind, kann vor einer in Kürze erreichten Gefällestrecke frühzeitig angezeigt werden, dass weiteres Gasgeben unnötig ist. Weiterhin ist es möglich, dass mit den Karteninformationen Daten über Streckenbeschränkungen, beispielsweise Geschwindigkeitsbegrenzungen, Streckensperrungen u. dgl. abgelegt sind, deren Vorhandensein dem Fahrer frühzeitig angezeigt werden können, um unnötige Beschleunigungs- und darauffolgende Bremsmanöver zu vermeiden.

Bei längeren Strecken, die mit gleichbleibender Geschwindigkeit befahren werden können, ist es sinnvoll, dem Fahrer ein Signal zum Auskuppeln des Antriebsstranges zu geben, so dass das Fahrzeug weiterrollt. Sollte hierbei die Geschwindigkeit zu stark sinken, kann das Fahrzeug kurzzeitig beschleunigt werden, um wieder über die gewünschte, beispielsweise die maximal erlaubte Höchstgeschwindigkeit zu kommen. Daraufhin kann es wieder über eine längere Strecke ausgekuppelt weiterrollen. Insbesondere, wenn im Anschluss an den Streckenabschnitt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges reduziert werden muss, kann dies durch das Rollen langsam und bereits frühzeitig geschehen, ohne dass der Verkehrs fluss behindert wird. So kann erheblich Energie und somit Treibstoff eingespart werden.

Dabei kann ein einfaches Signal zum Auskuppeln gegeben werden, bei längeren Strecken ggf. zusätzlich ein Signal zum Herausnehmen des Ganges, um das Getriebe in die neutrale und damit reibungsärmste Stellung zu bringen. Bei elektronisch geschalteten Getrieben, wie Automatikgetrieben, Direktschaltgetrieben oder elektronisch aktuierten Kupplungssystemen, kann dies auch automatisch von der Rechnereinrichtung ohne Fahrereingriff geschehen.

Wenn mit den Karteninformationen Informationen über die Verkehrslage gespeichert sind, können auch frühzeitige Informationen über vorausliegende Verkehrsbehinderungen, wie Staus oder zähflüssigem Verkehr, dem Fahrer mitgeteilt werden, so dass er frühzeitig seine Fahrweise anpassen kann, was neben einer Verminderung des Benzinverbrauches durch den Verzicht auf unnötige Beschleunigungsmanöver auch die Sicherheit wesentlich verbessert.

Die Signalisierung der zum gegebenen Fahrtzeitpunkt sinnvollen Fahrmanöver kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise geschehen. Neben einer Sprachausgabe und einer optischen Ausgabe, beispielsweise in Balkendiagrammform, ist eine Signalisierung durch sich verändernde Vibrationen oder Tonsignale, die in Höhe oder Lautstärke abhängig von den sinnvollen Fahrmanövern variieren, möglich. So kann ein steigender Balken oder ein lautbar werdender Ton dem Fahrer anzeigen, dass das Fahrzeug sinnvollerweise weiterbeschleunigt wird oder umgekehrt ein Auskuppeln oder Gaswegnehmen zum aktuellen Zeitpunkt unter Energieverbrauchs- oder Sicherheitsgesichtspunkten am Sinnvollsten ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So können neben den statisch mit den Karteninformationen gespeicherten Informationen über Straßengefälle und/oder Straßenverlauf und/oder Streckenbeschränkungen sich häufig verändernde Informationen, wie der aktuelle Schaltzustand von Verkehrsleitsystemen und/oder Lichtzeichenanlagen Berücksichtigung finden. Hierdurch können dem Fahrer dynamisch Informationen über vorausliegende Behinderungen oder rote Ampeln gegeben werden, so dass auch in diesem Fall das Fahrzeug nicht mehr beschleunigt wird, wenn eine freie Weiterfahrt nicht möglich ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Informationen über die Verkehrslage vorgesehen. Die Daten über die aktuelle Verkehrslage werden von verschiedenen Dienstanbietern in unterschiedli chen Formaten elektronisch zur Verfügung gestellt. Sie können mittels der Empfangeinrichtung automatisch abgerufen und von der Navigationseinrichtung zur Ausgabe von Steuerinformationen an den Fahrer benutzt werden. So ist es einerseits möglich, die zu befahrende Route abhängig von den empfangenen Informationen zu verändern und Verkehrsbehinderungen im Vorfeld zu umfahren, andererseits ist es möglich, frühzeitig die Geschwindigkeit zu drosseln oder zumindest ein weiteres Beschleunigen des Fahrzeuges durch die Aufgabe entsprechender Informationen an den Fahrer zu verhindern, wenn auf den vorausliegenden Streckenabschnitten Verkehrsbehinderungen vorhanden sind.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Empfänger zum Empfangen von Informationen über den Status von Verkehrsleitsystemen und Lichtzeichenanlagen vorgesehen. Auf diese Weise kann eine mit einem entsprechenden Ausgabesystem, wie beispielsweise einem Funksender, ausgestattete Ampel ihren Schaltzustand an die Empfangseinrichtung des Fahrzeuges übertragen. Die erfindungsgemäße Navigationseinrichtung kann anhand dieser Daten berechnen, ob und in welcher Geschwindigkeit die Lichtzeichenanlage während einer Grünphase erreicht werden kann und dem Fahrzeugführer entsprechende Informationen zur Verfügung stellen. Mit Hilfe dieser Information kann dem Fahrer mitgeteilt werden, dass er seine Geschwindigkeit frühzeitig drosselt, um die Licht zeichenanlage während einer Grünphase zu erreichen, um so ein unnötiges Abbremsen und Anfahrmanöver zu verhindern.

Hierbei können, sofern die Ampel mit entsprechenden Sensoren ausgerüstet ist, Informationen über vor der Ampel wartende Fahrzeuge erfasst und mit dem aktuellen Schaltzustand an das Fahrzeug übermittelt werden. So läßt sich bei einer Ausrüstung entsprechend vieler Fahrzeuge mit der erfindungsgemäßen Navigationseinrichtung der Verkehrsfluss allgemein verbessern, wenn eine entsprechend große Anzahl von Fahrzeugen mit Hilfe der ihnen von der Navigationseinrichtung zur Verfügung gestellten Informationen vorausschauend fährt und ein häufiges Stoppen des Verkehrs minimiert oder sogar vermieden werden kann. Entsprechendes ist möglich, wenn Verkehrsleitsysteme ihren aktuellen Status sowie ggf. vorhandene Informationen über die Verkehrsdichte auf dem vorausliegenden Streckenabschnitt an die Empfangseinrichtung übermitteln, so dass die Navigationseinrichtung hieraus wiederum Informationen über eine angepasste, energieoptimimierte Fahrweise an den Fahrer übermitteln kann.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Navigationsgerätes ist eine Einrichtung zum Messen des Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug vorgesehen. Mit den hieraus gewonnenen Abstandsinformationen kann dem Fahrer frühzeitig mitgeteilt werden, dass das vorausfahrende Fahr zeug seine Geschwindigkeit verringert, um so ein weiteres Beschleunigen zu vermeiden.

Durch die genaue Erfassung des Abstandes im Vergleich zur rein visuellen Beurteilung durch den Fahrer kann so die Reaktionszeit des Fahrers verbessert werden, was neben der Vermeidung von unnötigen Beschleunigungsvorgängen und der damit verbundenen Kraftstoffeinsparung auch wieder eine Erhöhung der Sicherheit mit sich bringt.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Navigationssystems ist eine Einrichtung zur Steuerung des Fahrzeugantriebes abhängig von den ermittelten Steuerinformationen vorgesehen. Hiermit lassen sich alternativ oder zusätzlich zu der Anzeige der berechneten Steuerinformationen mit Hilfe einer optischen Anzeigeeinrichtung oder einer akustischen Ausgabeeinrichtung, beispielsweise in Form eines Signaltons oder einer Sprachausgabe, direkt die berechneten Informationen an den Fahrzeugantrieb weiterleiten. Damit kann ein unnötiges Beschleunigen automatisch von der Navigationseinrichtung unterbunden oder vorhandene elektronische Fahrhilfen, wie Tempomat, Abstandsregelsystem oder elektronische Getriebe, mit Hilfe der zusätzlichen berechneten Informationen an den geographischen Verlauf des Streckenabschnittes oder seinen Verkehrszustand angepasst werden.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Navigationseinrichtung sind die Steuerinformationen derartig erzeugbar, dass ein Beschleunigungssignal ausgegeben wird, wenn die vorausliegende Fahrstrecke frei befahrbar ist und die durch die vorgegebenen Streckenbeschränkungen und/oder den Straßenverlauf möglichen Geschwindigkeiten noch nicht erreicht sind und/oder ein "Auskuppel"- oder "Gang-raus"-Signal ausgegeben wird, wenn die vorausliegende Strecke mit annähernd gleichbleibender Geschwindigkeit befahren werden kann, sofern eine einstellbare Mindestgeschwindigkeit nicht unterschritten ist.

Auf diese Weise kann bei einer Optimierung des Benzinverbrauches für einen gleichmäßigen Verkehrsfluss gesorgt werden, da immer dann dem Fahrer ein Beschleunigungssignal angezeigt wird, wenn eine Erhöhung der Geschwindigkeit möglich und sinnvoll ist. Dabei ist es möglich, dass das Beschleunigungssignal solange angezeigt wird, solange die Streckenbeschränkungen auf den vorausgehenden Streckenabschnitt, wie beispielsweise eine Geschwindigkeitsbeschränkung, noch nicht erreicht wurde. Weiterhin ist es möglich, dass das Beschleunigungssignal solange ausgegeben wird, bis die durch den Straßenverlauf sinnvolle Geschwindigkeit noch erreicht ist.

Ein Auskuppel- oder Gang-raus-Signal kann ausgegeben werden, wenn das Fahrzeug etwa mit der durch Streckenbeschränkung oder Streckenverlauf vorgegebenen Geschwindigkeit fährt. Die aufgrund der Reibungsverluste sich langsam reduzierende Geschwindigkeit wird dann in gewissen Abständen durch kurze Beschleunigungsvorgänge wieder erhöht, die wahlweise durch eine entsprechende Anzeige initiiert werden können, sobald eine durch die oben beschriebenen Faktoren mögliche Mindestgeschwindigkeit unterschritten wird, oder frei nach Ermessen des Fahrers von diesem vorgenommen werden. Zweckmäßig finden vorausliegende Beschränkungen, Hindernisse u. dgl. bei der Rechnung, ob eine Geschwindigkeitserhöhung sinnvoll ist, Berücksichtigung.

Weitere Ausgestaltungen, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Dabei stellt die einzige Figur eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Navigationseinrichtung dar.
Ein allgemein mit 1 bezeichnetes Navigationssystem für Fahrzeuge weist eine zentrale Rechnereinrichtung 2 auf. Diese kann mittels eines GPS-Empfängers 3 Daten über die aktuelle geographische Position des Fahrzeuges, in dem die Einrichtung installiert ist, empfangen. Mittels eines Datenspeichers 4 in Form eines DVD-ROM-Laufwerkes können elektronische Kartendaten, die auf einer darin befindlichen CD-ROM gespeichert sind, von der Rechnereinrichtung 2 gelesen werden. Auf einem elektronischen Touch-Screen-Farbdisplay 5 wird die aktuelle Umgebung in Form einer Straßenkarte dargestellt. Dazu wird mittels der durch den Empfänger 3 bestimmten Position und den von der DVD-ROM ausgelesenen Kartendaten in graphisch aufbereiteter Form auf dem Farbdisplay 5 die Position des Fahrzeuges in der Karte angezeigt.
Der Datenspeicher 4 enthält neben den zweidimensionalen geographischen Karteninformationen Informationen über Höhenprofile des Terrains, Informationen über Streckenbeschränkungen, Art und Standort von Verkehrszeichen sowie Lichtzeichenanlagen und Verkehrsleitsystemen.
Mit Hilfe dieser Informationen wird von der Rechnereinrichtung 2 eine Reihe von Funktionalitäten erfüllt. So ist es möglich, dass der Benutzer einen gewünschten Zielort auf der Ein-/Ausgabeeinrichtung 5 eingibt und aus den Kartendaten mittels eines bekannten Routing-Algorithmus der Weg vom aktuellen Standpunkt zum gewünschten Zielpunkt errechnet wird. Dieser wird dann mittels der Ein-/Ausgabeeinrichtung 5 während der Fahrt des Fahrzeuges angezeigt oder mittels einer ebenfalls in der Recheneinrichtung 2 implementierten Sprachausgabefunktion über eine im Auto vorhandene Lautsprecheranlage in Form von verbalen Instruktionen an den Fahrer übermittelt. Hierbei ist wählbar, ob er den schnellsten oder den kürzesten Weg angezeigt bekommen möchte.
Mit einer weiteren Funktionalität können dem Fahrer Instruktionen übermittelt werden, die es ermöglichen, das Fahrzeug möglichst energiesparend zu bewegen. Dazu übermittelt die Rechnereinrichtung 2 wieder über die Ein-/Ausgabeeinrichtung 5 mittels optischer oder akustischer Instruktionen dem Fahrer, ob es zum gegenwärtigen Zeitpunkt sinnvoll ist, das Fahrzeug weiter zu beschleunigen, ohne Gas mit gleichbleibender Geschwindigkeit weiterzufahren, das Getriebe auszukuppeln oder die Geschwindigkeit zu reduzieren.
Hierzu werden in der Rechnereinrichtung 2 die geographischen Informationen aus dem Datenspeicher 4 in unterschiedlicher Art und Weise ausgewertet. Ergibt sich anhand der geographischen Daten, dass vor dem Fahrzeug eine Gefällestrecke liegt, wird dem Fahrer zu dem Zeitpunkt ein Auskuppel-Signal gegeben, an dem er bereits mit der im Fahrzeug gespeicherten Bewegungsenergie bis zu Beginn der Gefällestrecke rollen kann. Hierbei kann berücksichtigt werden, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeuges nicht zu stark vor dem Erreichen der Gefällestrecke absinkt, die erlaubte Ge schwindigkeit also nicht zu stark unterschritten wird, um eine Störung des allgemeinen Verkehrsflusses zu vermeiden. So wird verhindert, dass das Fahrzeug mit zu hoher Geschwindigkeit in die Gefällestrecke einfährt, um dann stark abgebremst werden zu müssen.
Ergibt sich aus den gespeicherten Kartendaten, dass in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug die erlaubte Höchstgeschwindigkeit herabgesetzt wird, wird dem Fahrer ebenfalls frühzeitig ein Gas-weg- oder Auskuppel-Signal gegeben, um ein Bremsmanöver zu Beginn der begrenzten Strecke zu vermeiden.
Über einen Funkempfänger 6 werden externe Daten über die Verkehrslage empfangen. Hierbei werden in ein zentrales Server-System aus unterschiedlichen Quellen Daten über Verkehrsbehinderungen, Staus, Baustellen, temporären Geschwindigkeitsbegrenzungen usw. eingespeichert. Die Rechnereinrichtung 2 holt in einem ersten Abfragemodus periodisch die Verkehrslagedaten drahtlos von dem zentralen Server-System ab. Dies kann auch über vorhandene Mobilfunknetze, wie dem GSM- oder UMTS-Netz erfolgen. In einem zweiten Modus werden die aktuellen Verkehrslagedaten automatisch vom zentralen Server-System, wiederum über ein spezielles Funksystem oder über vorhandene Mobilfunksysteme, im Push-Verfahren über die Empfangseinrichtung 6 an die Rechnereinrichtung 2 übermittelt. Um Übertragungskapazitäten zu sparen, können nur die Daten empfangen werden, die sich auf die unmittelbare Umgebung des aktuellen Standortes beziehen und die unmittelbare Umgebung der zu befahrenden Route zum Zielort betreffen.
Neben der Möglichkeit, aufgrund der aktuellen Verkehrslage die angezeigte Fahrtroute abzuändern, um Verkehrsbehinderungen im Vorfeld zu umfahren, ermöglicht die Rechnereinrichtung die Berücksichtigung der temporären Behinderungen oder Streckenbeschränkungen, um dem Fahrer Hinweise für sein Fahrverhalten zu geben, so dass möglichst energiesparend gefahren werden kann. So werden auch temporäre Geschwindigkeitsbegrenzungen berücksichtigt. Eine frühzeitige Geschwindigkeitsreduzierung bzw. das Signal, nicht weiter zu beschleunigen, werden dem Fahrer angezeigt, wenn aufgrund der empfangenen Informationen ein Stauabschnitt vorausliegt. So wird neben der Kraftstoffersparnis durch die Vermeidung unnötiger Beschleunigungs- und Bremsmanöver auch die Sicherheit erhöht.
Zusätzlich ist die erfindungsgemäße Navigationseinrichtung 1 mit einem Abstandssensor 7 ausgestattet. Dieser misst beispielsweise mit Hilfe von bekannten Radar- oder Infrarot-Technologien den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug. So ist es möglich, eine abstandsgeregelte Geschwindigkeit automatisch vom Fahrzeug fahren zu lassen. Weiterhin ist es möglich, dass Bremsmanöver des vorausfahrenden Fahrzeuges oder eine allgemeine Geschwindigkeitsreduzierung frühzeitig und genauer mit Hilfe des Abstandsmessers 7 erkannt werden. So wird dem Fahrer über die Anzeigeeinrichtung 5 mit Hilfe eines optischen oder akustischen Signales angezeigt, dass eine weitere Beschleunigung vermieden werden sollte, was wiederum neben der Vermeidung unnötigen Energieverbrauches einen Sicherheitsgewinn mit sich bringt.
In einer Ausgestaltung ist die Navigationseinrichtung 1 mit einem Fahrzeuginterface 8 ausgestattet, mit dem Daten über den aktuellen Zustand des Fahrzeuges an die Rechnereinrichtung 2 übermittelt werden. Diese beinhalten die gefahrene Geschwindigkeit und die Fahrtrichtung. Weiterhin sind Daten über den Beladungszustand, Tankinhalt u. dgl. durch das Interface 8 an die Rechnereinrichtung 2 übermittelbar. Hiermit wird innerhalb der Rechnereinrichtung 2 unter anderem die aktuelle Masse des Fahrzeuges berechnet. Diese Informationen dienen zusammen mit den bereits vorab gespeicherten Fahrzeuginformationen, wie dem Rollwiderstand, dem Luftwiderstand usw. zur Berechnung, wie das Fahrzeug ohne Gas weiterrollt bzw. auf die unterschiedlichen Gas- und Bremseingriffe reagiert. Dazu werden auch die Pedalstellungen des Fahrers vor dem Interface 8 an die Rechnereinrichtung 2 übertragen.
Optional ist noch ein Motorsteuergerät 9 vorgesehen. Dieses dient dazu, um neben der Anzeige der berechneten Steuerinformation über das Anzeigegerät 5 in optischer oder akustischer Form eine unmittelbare Beeinflussung der Motorleistung bzw. des Bremssystems zu ermöglichen. So ist es einerseits möglich, abhängig von dem mit Hilfe des Abstandsmessers 7 gemessenen Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug eine Tempomatfunktion zu implementieren, die die Geschwindigkeit so regelt, dass ein konstanter Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug gewährleistet ist. Weiter ist es möglich, dass automatisch der Gaseingriff reduziert wird, wenn, wie oben ausgeführt, eine weitere Beschleunigung des Fahrzeuges im Hinblick auf eine Optimierung des Energiebedarfs nicht sinnvoll ist, weil aufgrund der vorausliegenden geographischen Gegebenheiten, Ampeln oder einer Geschwindigkeitsbegrenzung ohnehin eine Geschwindigkeitsreduktion bevorsteht.
Zur Einrichtung des Systems wird mittels der Ein-/Ausgabeeinrichtung 5 ein Datensatz über die physikalischen Gegebenheiten des Fahrzeuges erstellt. Dies kann bereits vom Hersteller vorgenommen sein. Der Datensatz enthält Daten über Leergewicht, Zuladung, Luftwiderstand, Rollwiderstand und dgl. Mit Hilfe dieser Informationen kann die Rechnereinrichtung 2 berechnen, wie das Beschleunigungs-, Roll- und Bremsverhalten des Fahrzeuges ist. Mit Hilfe dieser Informationen kann der optimale Zeitpunkt berechnet werden, bei dem der Gaseingriff reduziert werden oder ganz abgestellt werden kann und trotzdem die vorausliegende Strecke mit gleichbleibender oder sich nur leicht reduzierender Geschwindigkeit befahren wird.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung können mit Hilfe der Empfangseinrichtung 6 temporäre Daten über Verkehrsleitsysteme oder Lichtzeichenanlagen empfangen werden. So werden Ampeln mit einem Sender ausgestattet, der ihren aktuellen Schaltzustand mit Hilfe eines Funkübertragungsverfahrens im näheren Umfeld überträgt. Dieser Schaltzustand kann mit Hilfe der Empfangseinrichtung 6 von der Rechnereinrichtung 2 empfangen werden. Der Standort der Ampel wird beispielsweise mittels einer übertragenen Kennung und den in dem Datenspeicher 4 gespeicherten Informationen abgeglichen. So ist es möglich, dass eine aktuell auf Rot stehende Ampel frühzeitig bei der Berechnung der optimalen Gas- und Bremseingriffe Berücksichtigung finden kann und eine entsprechende frühzeitige Gaswegnahme und damit verbundene Geschwindigkeitsreduzierung dazu führt, dass ein Bremsmanöver vor einer roten Ampel vermieden und so Treibstoff gespart wird. Ähnlich können auch Informationen über temporäre Geschwindigkeitsbegrenzungen durch Verkehrsleitsysteme übermittelt werden. Neben aktiver Funkübertragung ist eine Bestückung von Straßenschildern mit R7ID-Tags möglich, die von der entsprechend ausgerüsteten Empfangseinrichtung 6 ausgelesen werden können.
Die Darstellung bzw. Signalisierung der Steuerinformationen durch die Ein-/Ausgabevorrichtung 5 erfolgt mittels Balkendiagrammen und Tonsignalen. Diese zeigen an, wie weit die Geschwindigkeit noch erhöht werden kann bzw. reduziert werden muss, um einen optimalen Treibstoffverbrauch, abhängig vom Zustand des vorausliegenden Streckenabschnittes, zu gewährleisten. Zusätzlich ist eine Signalisierung über einfache Signallichter, wie "Gas weg", "Auskuppeln" oder "Bremsen" möglich. Außerdem können akustische Kommandos von der Rechnereinrichtung 2 mittels der Ein-/Ausgabevorrichtung 5 abgesetzt werden. Dies können unterschiedliche Signaltöne für "Beschleunigen" oder "Gas weg" oder "Bremsen" sein oder auch eine Sprachausgabefunktion, die die entsprechenden Kommandos natursprachlich ausgibt. So können neben den oben beschriebenen Funktionen auch Begründungen ausgegeben werden, warum eine Geschwindigkeitsreduzierung angezeigt ist oder auch Warnmeldungen ausgegeben werden, wenn beispielsweise ein Stauende vorausliegt.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann in vielfältiger Weise abgeändert werden, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So ist eine Integration in bestehende Fahrzeugelektro nik-Systeme möglich, um Zusatzinformationen über den Fahrzeugzustand bei der Berechnung des treibstoffoptimierten Fahrverhaltens zu ermöglichen. Für die Zusatzinformationen, wie sie mehr und mehr von Dienstanbietern übermittelt werden, können unterschiedliche Datenübertragungstechniken, wie GSM, UMTS, Satellit usw. Verwendung finden. So kann neben einer optimalen Routenführung, die zeit- oder streckenoptimiert einen Weg zum gewünschten Ziel berechnet, auch eine energieoptimierte Route unter Berücksichtigung aller den Energieverbrauch beinflussenden Faktoren berechnet, ausgegeben und das Fahrzeug dynamisch geleitet werden.

Claims

Navigationseinrichtung (1) für Fahrzeuge mit einer Einrichtung (3) zur Bestimmung der Fahrzeugposition, der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Fahrtrichtung, einer Speichereinrichtung (4) zur Aufnahme geographischer Karteninformationen und einer Einrichtung (5) zur optischen und/oder akustischen Ausgabe von Steuerinformationen, wobei die ausgegebenen Steuerinformationen mittels einer Rechnereinrichtung (2) erzeugbar sind, die eingerichtet ist, um aus den aktuellen Positionsdaten und/oder Geschwindigkeitsdaten und/oder Richtungsdaten mittels der in der Speichereinrichtung (4) abgelegten geographischen Karteninformationen zu berechnen, ob das Fahrzeug aufgrund der vorausgehenden geographischen Gegebenheiten und/oder der Verkehrssituation abgebremst oder beschleunigt werden muss oder ohne Gaseingriff weiterfahren oder Weiterrollen kann, so dass unnötige Beschleunigungen vermieden werden.
Navigationseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die berücksichtigbaren geographischen Informationen das Straßengefälle und/oder den Straßenverlauf und/oder die Streckenbeschränkungen und/oder Verkehrsleitsysteme und/oder Lichtzeichenanlagen umfassen.
Navigationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Empfangseinrichtung (6) zum Empfangen von Informationen über die Verkehrslage.
Navigationseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer Empfangseinrichtung (6) zum Empfangen von Informationen über den Schaltzustand von Verkehrsleitsystemen und/oder Lichtzeichenanlagen.
Navigationseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer Einrichtung (8) zur Vermessung der Stellung des Gaspedales und/oder des Bremspedales und/oder des Kupplungspedales und/oder des Fahrstufenwahlhebels und/oder des Schalthebels des Fahrzeuges.
Navigationseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer Einrichtung (7) zur Messung des Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug.
Navigationseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer Einrichtung (9) zur Steuerung des Fahrzeugantriebes abhängig von den ermittelten Steuerinformationen.
Navigationseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Steuerinformationen derartig erzeugbar sind, dass ein Beschleunigungssignal ausgegeben wird, wenn die vorausliegende Fahrstrecke frei befahrbar ist und die durch die vorgegebenen Streckenbeschränkungen und/oder den Straßenverlauf möglichen Geschwindigkeiten noch nicht erreicht sind und/oder ein "Auskuppel"- oder "Gang-raus"-Signal ausgegeben wird, wenn die vorausliegende Strecke mit annähernd gleichbleibender Geschwindigkeit gefahren werden kann, sofern eine einstellbare Mindestgeschwindigkeit nicht unterschritten ist.